于俊濤

（安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400）

在蒽醌法過氧化氫裝置生產(chǎn)中，氧化反應過程產(chǎn)生的有機廢氣中含有大量重芳烴，若不能有效去除，直接排放大氣，不僅會造成過氧化氫生產(chǎn)消耗的大幅增加，而且還會污染環(huán)境，因此必須回收尾氣中的芳烴。尾氣吸附處理機組廣泛用于過氧化氫裝置氧化有機廢氣治理中，且取得了成熟的應用和推廣，但在實際應用中，仍然存在工藝設計不合理帶來的問題，并且隨著國家、行業(yè)及地方排放標準的日趨嚴格，也需要做相應的優(yōu)化改進，才能滿足越來越嚴格的排放標準。

1 工作原理

該裝置整體結構是3箱8芯的結構，其工作原理是：利用微孔活性物質(zhì)對有機分子或分子團的吸附力，將有機分子或分子團“阻留”的過程。當工業(yè)廢氣通過吸附介質(zhì)時，其中的有機物質(zhì)被“阻留”下來，從而使有機廢氣得到凈化處理。又根據(jù)分子熱運動理論，從外界加給吸附體系熱能，提高了被吸附分子或分子團的運動能量，當分子熱運動力足以克服吸附力時，有機物質(zhì)分子便從吸附體系中“脫附”出來，吸附介質(zhì)得到再生。該裝置就是采用具有高吸附能力的活性炭纖維做吸附材料，對重芳烴進行優(yōu)先吸附濃縮，然后將吸附在活性炭纖維上的重芳烴脫附下來而回收的過程。

2 工藝流程簡述

含重芳烴尾氣（氧化尾氣）在進入尾氣處理機組之前先通過冷卻降溫進行初步分離，再經(jīng)過緩沖罐、阻火器，在擋板閥的作用下進入吸附箱，重芳烴被活性炭纖維吸附，經(jīng)過吸附的尾氣直接排放。同時一個吸附箱用低壓水蒸氣解吸，另一個吸附箱用風機抽取空氣并經(jīng)過濾后進行干燥降溫。解吸后的混合氣體冷凝后，混合液進入分層槽，經(jīng)分層后，上層為溶劑相回收至貯槽，下層為水相，排入（污水地槽）化學污水系統(tǒng)。如圖1所示。

圖1 流程示意圖

每個吸附箱有三種工作狀態(tài)，分別為吸附、解吸、干燥降溫。在PLC 控制下，依次進入三種工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)裝置的連續(xù)穩(wěn)定運行。在一個完整周期內(nèi)各個吸附箱的狀態(tài)如表1所示：在一個周期內(nèi)每個吸附箱吸附、解吸、干燥各10min?？筛鶕?jù)實際情況隨時調(diào)整操作時間。

表1 吸附箱示意圖

3 出現(xiàn)的故障現(xiàn)象、原因分析及措施

3.1 故障現(xiàn)象及原因分析

（1）8月份，過氧化氫氧化尾氣吸附處理機組已連續(xù)運行兩年，12月份發(fā)現(xiàn)回收的芳烴量銳減，同時干燥時帶出的芳烴味較重。ABC 三箱在脫附階段時，溫度測溫點測的溫度上升較慢，待脫附即將結束時，溫度才會有所上升。在脫附結束后，吸附箱中下部用手觸摸還是涼的。說明蒸汽未到底，蒸汽下不來，回收的芳烴量跟不上。在回收下來的少量芳烴中，明顯有黑色物質(zhì)（初步判斷為活性碳纖維）。綜合兩種現(xiàn)象，可以判斷：活性碳纖維極有可能堆在一起并有破損的情況，造成蒸汽下不來，同時也是回收量銳減的主要原因。

（2）目前尾氣處理機組PLC 操作系統(tǒng)顯示：C 箱出現(xiàn)的問題，同一閥門在應該打開時，操作系統(tǒng)報警該閥門打開，同時又對該閥門報警狀態(tài)為關閉，C 尾氣閥、上擋板閥、干燥閥在吸附、脫附、干燥三種不同狀態(tài)下同為如此。經(jīng)儀表檢測技術人員初步判斷：此現(xiàn)象的出現(xiàn)PLC 正常情況下會聯(lián)鎖停車，但是實際情況中沒有聯(lián)鎖停車，初步判斷為PLC 控制系統(tǒng)故障。

3.2 解決措施

（1）針對故障現(xiàn)象1，考慮到活性碳纖維的使用期限一般為一年半更換一次，目前，尾氣處理機組已連續(xù)運行兩年半，采取全部更換活性碳纖維（約960kg）。各閥門的密封圈及儀表氣缸控制部件全部檢查，更換儀表氣管。

（2） PLC 操作控制系統(tǒng)拆開詳查，更換有故障點的電磁閥，程序檢查補全（由廠家專業(yè)人士解決）。

4 機組維護重點及部分改造措施

4.1 保證儀表氣壓力，確保氣缸能正常工作

（1）儀表氣管不能漏氣：設備運行一年左右，儀表氣管基本上都會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，在巡檢及維護過程中，尤其要注意檢查儀表氣管是否老化、破損，必要時要進行更換；

（2）氣缸的修復：氣缸在使用一段時間后，氣缸內(nèi)的孔用密封圈和軸用密封圈（橡膠材質(zhì)），會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，在往復運行過程中不能很好的密封，從而造成儀表氣壓力下降。一般情況下，通過定期更換氣缸內(nèi)的密封組件來保證氣缸的正常運行。

（3）提高儀表氣質(zhì)量：在儀表氣進入氣缸前，利用油噴霧器將潤滑油霧化，隨氣體一塊進入氣缸內(nèi)，這樣氣缸內(nèi)基本上形成有油潤滑，延長密封組件的使用壽命。

4.2 保證蒸汽壓力

尾氣吸附處理機組回收芳烴效果如何，很大程度上取決于脫附效果，因此保證蒸汽壓力在0.3～0.4MPa，可以有效保證脫附的效果。本裝置采用的蒸汽是系統(tǒng)上0.6MPa 蒸汽管網(wǎng)蒸汽，在進入尾氣處理機組之前增設一減壓閥來保證入箱蒸汽壓力。

4.3 增設反虹吸管，提高分層槽回收芳烴分層效果

尾氣吸附處理機組回收的芳烴經(jīng)冷凝器降溫冷卻后，經(jīng)分層槽分層，本裝置分層后的水相是直接排入污水回收閉路循環(huán)地溝內(nèi)的。正常工作過程中，水相是連續(xù)的，因位差的存在，不可避免地出現(xiàn)虹吸現(xiàn)象，虹吸現(xiàn)象的存在造成分層槽內(nèi)芳烴與蒸汽冷凝水分層效果差，芳烴被帶出，造成芳烴不能有效回收。通過在連續(xù)排水的水管上增加一反虹吸管，徹底解決虹吸現(xiàn)象。

4.4 合理調(diào)設各工序的時間參數(shù)

根據(jù)回收芳烴量的大小、活性碳纖維使用時間的長短以及生產(chǎn)工況的變化，可以通過合理調(diào)設時間參數(shù)，盡可能使機組處于良性工作狀態(tài)中，保證正常的回收率。一般情況下：

（1）活性碳纖維在使用初期：可以延長吸附工序的時間，適當減少脫附和干燥降溫工序的時間，利用吸附芯初期吸附能力強的特點，可以多回收芳烴。

（2）當活性碳纖維使用到后期時，可以減少吸附工序時間，適當增加脫附時間，盡可能將活性碳纖維表面吸附的分子團吹掃干凈，保證活性碳纖維的吸附能力。

（3）蒸汽管網(wǎng)壓力過低：當蒸汽管網(wǎng)壓力過低時，減壓閥已不起作用，要重新調(diào)整減壓閥的開啟度，同時要適當延長脫附時間，縮短吸附和干燥降溫時間，有利于活性碳纖維表面吸附的分子團吹掃干凈，保證碳纖維的吸附能力。

4.5 冷凝器內(nèi)的不凝氣體回收再利用

回收的芳烴先通過氣體冷凝器進行換熱，冷凝下來的液體再進入分層槽進行分離。在冷凝器換熱過程中，冷凝器中存在一定量的不凝氣體，該氣體中含有的芳烴量不少，同時該部分氣體的存在，還會造成氣阻，回收的芳烴回收不了。通過在冷凝器的頂部加裝一放空管，同時將該放空管引到吸附箱進口，這樣不僅解決了氣阻現(xiàn)象，而且可以將這部分含有芳烴的氣體重新回收。

另外，定期清洗更換尾氣三通擋板閥后的粗濾濾芯以及干燥風機進口濾網(wǎng)，對保證機組的正常運行也非常重要。

5 結束語

通過技術優(yōu)化改造，設備維護重點的監(jiān)控，有效保證尾氣吸附機組長周期穩(wěn)定、高效運行。一方面進行經(jīng)濟有效的溶劑回收和循環(huán)利用，降低生產(chǎn)成本，產(chǎn)生經(jīng)濟效益，另一方面又可減少環(huán)境污染，對于推動循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展和建立可持續(xù)發(fā)展的社會具有重大意義，也是企業(yè)清潔生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。